武汉大学：《水力学 hydraulics》课程教学资源（PPT课件）第8章 孔口（管嘴）出流、堰顶溢流和闸下出流

HYDRAULICS 第8章 乳口(管嘴)幽、堰 顶和下幽流 李大美教授博士生导师 武汉大学

HYDRAULICS 第8章 孔口（管嘴）出流、堰 顶溢流和闸下出流 李大美 教授 博士生导师 武汉大学

Chapter8目录 8-1概迷 8-2孔些流 8-3管嘴流 8-4堰顶蔬流 8-5闸孔出流

Chapter 8 目录 8-1 概述 8-2 孔口出流 8-3 管嘴出流 8-4 堰顶溢流 8-5 闸孔出流

8-1概迷 孔口(管嘴)出流、堰顶溢流和 闸孔出流属于急变流。其水头损失 以局部损失为主。治程损失往往忽 略不计。这类水流形式在实际工程 中广泛存在。本章着重讨论上迷建 就物形体对过流能力的影响。及其 常用的水力计算方法

8-1 概述 孔口（管嘴）出流、堰顶溢流和 闸孔出流属于急变流。其水头损失 以局部损失为主，沿程损失往往忽 略不计。这类水流形式在实际工程 中广泛存在。本章着重讨论上述建 筑物形体对过流能力的影响，及其 常用的水力计算方法

1、孔些流 液体经窄器壁上孔口流 出的水力现象。 孔口分类 0-rPa 大孔口H/d10 hH 流动分类:恒定和非恒定出 流 出流分类:自由出流和淹没 出流 收缩分类:完善收缩和不完 善收缩 0

1、孔口出流 液体经容器壁上孔口流 出的水力现象。 孔口分类： 大孔口 H/d＜10 小孔口 H/d≥10 流动分类：恒定和非恒定出 流 出流分类：自由出流和淹没 出流 收缩分类：完善收缩和不完 善收缩

2、管嘴出流 在孔口接一段长|=(3~ 4)d的短管,液流经过短管 2g 乔充满出口断面流出的水 ypa 力现象。 根据实际需要管噌可设 HoI H b 计成: 1)圆柱形:内管訾和外管 2)非圆柱形:扩张管嘴和 收编管嘴

2、管嘴出流 在孔口接一段长l=(3～ 4)d的短管，液流经过短管 并充满出口断面流出的水 力现象。 根据实际需要管嘴可设 计成： 1）圆柱形：内管嘴和外管 嘴 2）非圆柱形：扩张管嘴和 收缩管嘴

3、堰顶溢流 水流经堰顶下溢的水 力现象。水面呈连续降 3-4)H 落曲线。 堰的分类 (a)薄壁堰 )实用堰(曲线型) 壁堰/H<0.67 实用堰0.67<6/H1<25 宽顶堰2.5</H<10 ()实用堰(折线型) (d宽项堰

3、堰顶溢流 水流经堰顶下溢的水 力现象。水面呈连续降 落曲线。 堰的分类： 薄壁堰 ＜0.67 实用堰0.67＜ ＜2.5 宽顶堰2.5＜ ＜10  H  H  H

4、闸孔出流 水流从闸底缘与底板 形成的孔口流出的水力 现象。 2 闸门分类:平板闸门和 孤形闸门。 Ho h 第坎分类:曲线形实用 h 堰和宽顶堰。 出流分类:旬由出流和 淹没出流

4、闸孔出流 水流从闸底缘与底板 形成的孔口流出的水力 现象。 闸门分类：平板闸门和 弧形闸门。 第坎分类：曲线形实用 堰和宽顶堰。 出流分类：自由出流和 淹没出流

8-2孔口幽流 1、游壁小孔口恒定出流 蓐壁:出孔水流与孔壁仅在周线上接 0-xP 28业 触,即孔壁厚度对出孔水股没有影响。 小孔口:Hd>10 1)小孔口的自由出流=b=02 生d P=P2=0 H+ 0v0 =(ac+50) 2g 9=2=14-=80=42gH a. 薄壁小孔口自由出渍的基本公式

8-2 孔口出流 1、薄壁小孔口恒定出流 薄壁：出孔水流与孔壁仅在周线上接 触，即孔壁厚度对出孔水股没有影响。 小孔口：H/d>10 1)小孔口的自由出流 pc =pa=0 薄壁小孔口自由出流的基本公式 g v hw hj 2 2 2 = =  0 g v g v H c c 2 ( ) 2 2 0 2 0 0    + = + 0 0 0 2 2 1 v g H g H c c    = + = 0 0 Q = vc Ac =A 2gH = A 2gH

薄壁小孔口出流的各项糸数 ①流速余数O= +0 实验测得孔口流速糸数9=0.97~098。 ②孔口的局部胆力系数2-1=097=00 ③孔口的收缩条数=4/4 ④孔口的流量糸教p,H=E四。 对游壁小孔口H=0.60~0.62

薄壁小孔口出流的各项系数 ①流速系数 实验测得孔口流速系数 = 0.97～0.98。 ②孔口的局部阻力系数 ζ0 , ③孔口的收缩系数 ④孔口的流量系数μ，μ=ε 。 对薄壁小孔口μ= 0.60～0.62。 0 1 0 1 1     +  + = c  0.0 6 0.9 7 1 1 1 0 2 2 = − = =    = Ac / A 

2)淹没出流 当出孔水流崦没在下游水面之下。 2=vA=e 42g 孔口港汲出流的浇遠和流量=型 灼与孔口的淹没深度无关, 也无“火”、“小”孔口的区 不g B0=+a吗 2g28

2）淹没出流 当出孔水流淹没在下游水面之下。 孔口淹没出流的流速和流量 均与孔口的淹没深度无关， 也无“大” 、 “小”孔口的区别。 A A 2gH0 A 2gH0 Q v = c c =  = g v g v H H 2 2 2 2 2 2 1 1 0   = + −